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SISTEMAS DIGITALES IISISTEMAS DIGITALES II

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INFORME PRACTICA N- 3 OBJETIVOS:

Complementar los conocimientos de la estructura de circuitos combinacionales aplicados a VHDL.

Diseñar la estructura de un circuito lógico para los ejercicios planteados en la práctica. Implementar al hardware la programación realizada en XLINUX.

MARCO TEORICO:

Xilinx es la mayor empresa en investigación y desarrollo de chips conocidos como field-programmable gate arrays (FPGAs).

En general existen 3 grandes tipos de dispositivos electrónicos: de memoria, procesadores y de logica.

Los dispositivos de memoria almacenan información aleatoria (archivos, hojas de cálculo.);

Los procesadores ejecutan instrucciones de software para ejecutar una gran variedad de tareas (ejecutar un programa de proceso de datos o un videojuego)

Los dispositivos de logica poveen funciones específicas (comunicacion entre dispositivos y el resto de funciones que un sistema debe ejecutar). A su vez, existen 2 tipos de categorias de dispositivos logicos: los fijos y los programables. Xilinx está en el negocio de los dispositivos de logica programable.

Xilinx desarrolla FPGAs y CPLDs que son usados en numerosas aplicaciones, como telecomunicaciones, automoción, productos de consumo, industria militar y otros campos. Las familias de dispositivos de Xilinx son: lógica de pegamento (CoolRunner y CoolRunner II), bajo coste (Spartan) y alto rendimiento (Virtex).

Las familias Virtex-II Pro, Virtex-4 y Virtex-5 son particularmente interesantes para los diseñadores de System on a chip (SoC) porque pueden incluir dos núcleos del IBM PowerPC 405.

Xilinx también crea núcleos IP (IP Cores) en lenguajes HDL para permitir a los diseñadores reducir los tiempos de desarrollo. Estos núcleos van desde funciones simples como contadores a sistemas complejos como microcontroladores, un ejemplo de esto último es el microprocesador Microblaze.

Xilinx ISE proporciona las herramientas para poder diseñar, simular e implementar mediante Circuitos Programables como FPGA’s (contiene bloques de lógica cuya interconexión y funcionalidad se puede programar) para resolver y optimizar diferentes tareas.

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Microblaze&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Contador

http://es.wikipedia.org/wiki/PowerPC

http://es.wikipedia.org/wiki/IBM

http://es.wikipedia.org/wiki/System_on_a_chip

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%B3gica_de_pegamento

http://es.wikipedia.org/wiki/CPLD

http://es.wikipedia.org/wiki/FPGA

http://es.wikipedia.org/wiki/Chip

SISTEMAS DIGITALES II

PROCEDIMIENTO:

PROBLEMA 1

Esquema de circuitos para las ecuaciones lógicas siguientes.Y <= (A and B and C) or not ((A and not B and C and not D) or not (B or D));X <= (A xor (B and C) xor not D) or (not (B xor C) and not (C or D));

PROGAMACION:

RTL ESQUEMATICO

PROBLEMA 2


Dibujar los circuitos y escribir instrucciones de asignación VHDL para las siguientes ecuaciones.

F1 = II(1, 2, 6) F2 =II M(0, 7)

F1 =AĎČ+DĂ F2= (A+D+C)(Ă+Ď+Č)

F1=(A and(not B) and(not C)) or (A and (not B)) F2=(A and B and C)((not A) or (not B) or (not C))

PROGRAMACION:

C B A F2

00 0 0

0 0 1 10 1 0 10 1 1 11 0 0 11 0 1 11 1 0 11 1 0 0

C DA

OO O1 11 1O

0 0 1 0 11 0 0 0 1

C BA

OO O1 11 1O

0 0 1 1 11 1 1 0 1


RTL ESQUEMATICO


PROBLEMA 3

Escriba instrucciones lógicas de asignación para el siguiente circuito.

PROGRAMACION:

RTL ESQUEMATICO

A B C F0 0 0 10 0 1 00 1 0 10 1 1 01 0 0 11 0 1 11 1 0 11 1 1 1

A B C F0 0 0 10 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 11 0 1 01 1 0 01 1 1 1

A B C F0 0 0 10 0 1 10 1 0 00 1 1 01 0 0 01 0 1 01 1 0 11 1 1 1


PROBLEMA 4Dibujar el circuito y escribir instrucciones de asignación VHDL para las tablas de verdad de abajo.

PROGRAMACION

RTL ESQUEMATICO

C BA

OO O1 11 1O

0 1 0 0 11 1 1 1 1

C BA

OO O1 11 1O

0 1 1 0 01 0

01 1

C BA

OO O1 11 1O

0 1 0 1 01 1 0 1 0


PROBLEMA 5

Dibuje circuitos POS para las funciones 2XOR y 2XNOR.

PROGRAMACION


RTL ESQUEMATICO

PROBLEMA 6

Dibuje el circuito descrito por la lista de conexiones se muestra, y completar el diagrama de temporización para el estímulo se muestra para documentar la respuesta del circuito al

G1: INV(sel,net1)G2: NAND2(net1,a,net2)G3: NAND2(sel,b,net3)G4: NAND2(net2,net3,y)

Netlist

Force a,b,sel to ‘0’simulate 100nsForce a to ‘1’simulate 100nsForce sel to ‘1’simulate 100nsForce b to ‘1’Simulate 100ns

Stimulus


estímulo ejemplo. Utilice una red 100ns vertical en su diagrama de tiempos, y mostrar todas las entradas y salidas.

PROGRAMACION

RTL ESQUEMATICO

Timing diagram showing input/output changes over time

A B C Y0 0 0 00 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 111

11

0 1

01

1 11 1 1


PROBLEMA 7

Crear una tabla de verdad que corresponde a la simulación se muestra a continuación. Mostrar todos los valores de entrada y de salida en la tabla de verdad, y el boceto de un circuito lógico que podría haber sido utilizado para crear la forma de onda.

PROGRAMACION


RTL ESQUEMATICO

EJERCICIO 8

Los Marineros de Seattle no ha tenido una base robada en 6 meses, y el director decidió que era porque los otros equipos estaban leyendo sus señales a los corredores de base. Él vino para arriba con un nuevo conjunto de señales (tirando de la oreja, levantando una pierna, acariciando la parte superior de su cabeza, y haciendo una reverencia) para indicar cuando los corredores deben intentar robar una base. Un corredor debe robar una base, si y sólo si el administrador tira de la oreja y se inclina mientras acaricia la cabeza, o si levanta la pierna y palmea la cabeza sin inclinarse, o en cualquier momento que tira de la oreja sin levantar la pierna. Dibuje un circuito mínimo que podría ser utilizado para indicar cuando un corredor debe robar una base.

PROGRAMACION


RTL ESQUEMATICO

PROBLEMA 9

Una habitación tiene cuatro puertas y cuatro interruptores (uno por cada puerta). Dibuje un circuito que permite a los cuatro interruptores para controlar la luz - cada interruptor debe ser capaz de encender la luz si está apagado, apagado y si es en la actualidad. Tenga en cuenta que no será posible asociar una determinada posición del interruptor con "luz encendida" o "luz apagada" - simplemente moviendo cualquier interruptor debe modificar el estado de la luz.

PROGRAMACION


RTL ESQUEMATICO

ASIGNACION DE PINES


CONCLUSIONES:

Para poder comprobar el funcionamiento de cada uno de los ejercicios en el programa XILINX es necesario compilarlo y posteriormente asignar correctamente los pines del módulo.

Al momento de implementar el diseño al hardware no debemos olvidar que para nuestro modulo es necesario un voltaje constante de 3.3V (CD).

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